Биовдохновленное покрытие для медицинских устройств отталкивает кровь и бактерии
Имплантированные устройства или те, что контактируют с кровью, сталкиваются с двумя критическими угрозами: образованием тромбов и бактериальной инфекцией.
Ученые из Гарварда разработали новое поверхностное покрытие для медицинских устройств из материалов, уже одобренных FDA. Оно отталкивало кровь на более чем 20 протестированных субстратах (от пластика до стекла и металла) и подавляло образование биопленок, как сообщается в Nature Biotechnology.
Принцип работы: адаптированная технология SLIPS
Идея покрытия развилась из технологии SLIPS (Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces), вдохновленной скользкой поверхностью хищного растения-кувшина. Для плоских медицинских поверхностей команда адаптировала подход, используя естественную шероховатость химически модифицированных устройств.
Состав покрытия TLP
В двухэтапном процессе:
- Химически присоединяется монослой перфторуглерода (аналог тефлона).
- Добавляется слой жидкого перфторуглерода (широко применяемого в медицине). Полученная поверхность названа Tethered-Liquid Perfluorocarbon (TLP).
Ключевые результаты испытаний
- В опытах на свиньях: Покрытые TLP катетеры, имплантированные в крупные сосуды, предотвращали свертывание крови не менее 8 часов без использования антикоагулянтов (гепарина).
- Стабильность: Покрытие сохраняло свойства более года при хранении и оставалось стабильным при полном диапазоне клинически значимых напряжений сдвига (скоростей кровотока).
- Защита от бактерий: При выращивании Pseudomonas aeruginosa в трубках с покрытием TLP более 6 недель, смогло прикрепиться менее одной миллиардной бактерий. Покрытые центральные венозные катетеры значительно снижали риск сепсиса (CLABSI).
- Механизм: Покрытие отталкивало компоненты крови, вызывающие свертывание (фибрин и тромбоциты).
Перспективы
Исследователи видят потенциал для применения в более сложных системах, таких как аппараты для диализа и ЭКМО. Разработка стала результатом междисциплинарного сотрудничества специалистов по гематологии, иммунологии, химии поверхностей и материаловедению.
